книги / Оптимизация систем обеспыливания воздуха в промышленных зданиях
..pdf( Н ЯЧ ’ЯЛ О )
X Ввод: у /
Я *
{ к оtee гг )
Р «о . 84. Вспомогательный блок Ш КИС прл лзвеотном вкачена*
( Ю Ц Г Л Л О }
|
/ F t д д : |
4/71 |
/ |
|
|
|
|
\i£ '.* A W'>-0 |
| |
|
|
||
|
( t - P ) |
-1 |
|
|
О |
|
|
(tM jm -F J p ) |
~Jsf |
|
193 |
||
|
F d p |
d w |
|
- i |
||
|
- A t ,t |
‘ f |
|
|
0 |
|
At = |
( - A Q - A Q *) |
- t y |
|
г » |
||
( A V T + A WM) |
d m |
|
-l |
|||
|
|
|||||
|
( f - p ) |
- A GM |
|
0 |
||
|
(t024tm~pJp) |
( - A Q - A Q „ 4f |
г.53 |
|||
|
p d p |
( A W + A WM) |
- l |
|||
|
(f~ P) |
~ t |
|
|
~A&M |
|
43 - |
(f.QUiai -rjfl) |
- f a |
(-A Q -A QM } |
|||
p d p |
d yi |
(A W +A W*) |
||||
|
Z |
' |
3 *r t о g : |
"7 |
@/nt &vii£/Tft dm t &Qt A W |
'/ |
||
--------- |
-------- ^ |
|
( TCPX £ If )
Рис.85* Дополнительный блок Ш КИС при известной
&9 * Аг и а - определители систем* yp&Henfd балансов воздуха» теплоты и влаги в по
мещении
С о ст а б К И С С к м |
|
ПСОВ (С К В ) , всо в |
ПСОВ (С К В ) у ВСОВу МСОС (М СУВ) |
ПС0й(Ш\ВСО8,МСО1 |
ПСОВ(СКВ)у всо в , |
(Мсо^мав(мсос) |
МСОт ( м с о х ) |
/ A $ * A W h m Q / |
/ в в о д inly d m / |
|
л в ' - а ^ - а ^ ш н м * |
|
♦ 2 .S3J„, -p d f,)- A S - A Q M |
А<У-*0 |
|
AW'imO |
fla 7 |
|
/ В во В i m / |
|
/ „Л , 7 |
|
|
♦ |
■ |
|
BWleGtH(Pd-dm^^Off- |
|
^Щят л№ р * |
|
|||
1 |
- AW^AW1 |
|||
“ l.oljtm |
нет^ /Т |
|||
|
) |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
да |
|
da |
|
|
|
|
|
|
|
|
l \ S ’ G „,$ d p -d n i)* |
|
A W ^C TIH Ot y - o fa ) * |
AQ,uGni(PJp-iot4tiH m |
ttH’rfmWp' |
l.SSdrn * |
I |
||
" |
A |
M |
C IH |
J |
+ b n e / n - M ( i - M |
|
|
+G„cfr f -AW-AW„ |
•2.53dm)tGyfJfi-AQ-AQ |
-tQ-tQJJ |
| |
||
|
Q ) -2 .5 3 |
/ |
|
|
|
|
|
|
|
||||
/ В ы вод “ |
|
/ |
a os mv и |
j |
/ |
S t u o d |
/ |
/ BUBO |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/Gufatmtdt*\й\м/ |
|
|
|
|
Конец |
3 |
|
( К о н е й |
) |
f |
Л< * ч |
> ------ 1 |
(jcouett y*— |
Q KQH • H У |
|
Рис. 86. Блок-охема ММКИС при известной воздухопроизводительнос ти MCQB (СКВ) и ВСОВ
5 .3 .2 . Оптимизация воздухопроизводительноети центральных ПСОВ (СКВ) и ВСОВ
Воздухопрои зводи те льность ПСОВ (СКВ) и ВСОВ может быть опре делена из условий минимизации значений Qni и QVY (см .разд.4 .2) или из совместного рассмотрения ММ альтернативных технологий ПКВ
и ММ, представленных на рис. 83, |
84 и 85. Во втором случае цри |
||||
отсутствии местных систем отопления (охлаждения) и увлажнения |
|||||
(осушки), т .е ., когда |
а &' |
= 0 и A IV'= 0, |
зн ачен и ям и |
Gyj по |
|
вариантам оцределяют из условий ассимиляции |
(компенсации) или из |
||||
бытков (недостатков^ теплоты или избытков (недостатков) |
влаги. |
||||
При этом значения йщ , |
G"f |
и |
проверяют из условий |
||
соблюдения ограничений |
От > |
и Gvi > G ™ n |
. В этом |
случае по специальным подпрограммам также проверяют допустимые
значения |
, ер!" |
и dY'j , |
cp9v\ . Значения |
М должны удов |
летворять |
неравенству |
(p™Ln4 |
(pvf4 (р ™ * %где |
(p™Ln и (р ™ %- |
мшимально и максимально допустимые значения относительной влаж ности воздуха в помещении.
В нерасчетный период, когда производительность ПСОВ (СКВ) и ВСОВ принимают согласно расчетному периоду, а также в случае ре конструкции GKM в существующих зданиях ММ комплекса инженерных систем в виде блок-схемы имеет вид рис. 86.
По рассмотренным ММКИС и моделям ПКВ разработаны объединен ные алгоритмы и программы расчета.
5 .4 . Оптимизационные экономико-математические модели основных подоистем КИС
5 .4 .1 . Общие положения
ЗКономико-математические модели (ЭММ) - математическое опи сание экономических характеристик и показателей процесса, установ ки или системы - подразделяют на описательные (не содержащие управ ляемых переменных) и конструктивные, главным образом, оптимизацион ные. ЭММ бывают статистическими и динамическими, открытыми (учитыва ющими внешние воздействия на моделируемую установку или систему) и закрытым), а по форме представления - аналитическими, сетевыми и др. ЭММ ПКМ и систем ОБ и КВ - основа применения математических методов и ЭВМ в экономике СКМ.
Одним из основных элементов синтеза люоой системы является
ее функцио^адьно-стоимостный анализ. При осуществлении его исполь зуют положения, принципы, метода и процедуры системного анализа. В результат функционально-стоимостного анализа выбирают оптималь ное решение отдельных элементов (устройств, установок, подсистем) системы на основе критерия оптимальности соотношения затрат и ре
зультатов и определяют экономический эффект от применения рациональ
ных технических решений |
при проектировании и реконструкции в процес |
се экспертно-наладочных |
работ. |
ЭММ и алгоритмы функционально-стоимостного анализа отдельных подсистем и целостного КИС являются заключительным элементом общей ММи последним этапом оптимизации КИС и СКМ в целом.
Сравниваемые конкурирующие варианты процессов и систем должны отвечать условиям сопоставимости по обеспечению требуемых микро
климатических условий в помещении, а также по сметно-нормативной
базе сравнения (нагрузка, нормы и цены, |
принятые для определения |
|||||
затрат и э<Ь£екта |
и т .п .) . |
|
|
|
|
|
Для всесторонней оценки проектных решений используют следую |
||||||
щие показатели: |
приведенные |
затраты (р уб/год); капитальные затра |
||||
ты (сметная стоимость установки, системы |
(р у б )); |
годовые эксплуа |
||||
тационные расхода (р уб/год); |
годовые расходы электроэнергии |
|
||||
(кВт*ч/год), тепловой энергии |
(кДж/год), |
холода |
(кДж/год), воды |
|||
(к г/год ); расход |
металла (к г ); |
затраты труда на |
строительной |
пло |
||
щадке (ч ел /д н .); |
срок службы установки, |
устройства, системы |
(г о д ). |
В качестве глобального критерия оптимальности принимают минимум приведенных затрат. Остальные показатели являются локальными (до полнительными). При выборе оптимального варианта их иногда рас сматривают как ограничения.
Решения по смежным частям проекта, не зависящие от особеннос тей оптимизируемых систем, принимают условно одинаковыми и в рас четах не учитывают. В тех случаях, когда реализация какого-либо варианта требует внесения изменений в другие части проекта, следу ет дополнительно учитывать разницу в расходах на монтаж и эксплуа тационные затраты по изменяемым смежным разделам.
Если приведенные затраты различаются между собой не более чем на 3-5$, то сравниваемые варианты считают равноэкономичными,однако предпочтение отдается варианту, отвечающему требованию ограничения ресурсов в данном регионе (обеспеченность тепловой или электричес кой энергией, недостаток трудовых ресурсов, металлоемкость и т .д .) . При отсутствии ограничений предпочтение отдается энергосберегающему варианту.
В процессе реконструкции систем или экспертно-наладочных ра бот часто разрабатывают новые технические решения, направленные на снижение сметной стоимости монтажа, энергозатрат и эксплуатаци онных расходов. При этом предлагаемые и разрабатываемые при ре конструкции или на основе экспертных оценок технические предложе ния должны обеспечивать требуемый проектом микроклимат в помеще нии. Экономический эффект в данном случае определяют по сокраще нию капитальных и эксплуатационных затрат по сравнению с дореконструируемыми или проектными решениями. Когда при предлагаемых ре шениях увеличивают капитальные вложения, но сокращают эксплуатационные расходы и наоборот, проектный вариант и предложения по ре конструкции или технические выводы экспертизы сравнивают по приве денным затратам.
В соответствии с работами /7 ,6 2 / приведенные затраты но под систему (элемент) КИС (р уб ./год)*
° с н |
к1 |
+ °n p u ii3 L |
(I7I) |
где Кi - сметная стоимость |
I |
-й подсистемы |
(элемента) КИС, |
РУб.; асл1- коэффициент, учитыващий срок службы системы (элемен
та) и срок смены технологи производства; |
- годовые эксплуата |
ционные затраты по I -й системе (элементу) комплекса, руб./год; |
|
°npu&i ~ коэффициент приведения равномерно распределенных по го |
|
дам текущих затрат, зависящий от срока смены |
технологов производст |
ва. Для основных отраслей промышленности этот срок составляет 15 лет. При сроке службы системы от 3 до 15 лет значение Qcni колеблется
от 3,32 до 1,0. При десятилетнем сроке смены технологии производст ва (космическая, авиационная, электронная, электротехническая про милленность и др.) и сроке службы системы от 2 до 10 лет значение
°сл1 составляет 3,76 |
- 1,0. Величина |
а ПриВ- при смене техноло |
гов производства через |
5;10;15;20 и 30 |
лет равна соответственно |
4,15; 6,97; 8,90; 10,20 и 11,70.
Согласно формуле (171) реализация проектов КИС не требует значительных затрат на развитие производственной базы, поскольку, как правило, срок смены технологии производства больше срока служ бы отдельной подсистемы и в расчетах приведенных затрат учитываются капительные вложения будущих лет на демонтаж вышедших из строя систем ОВ и КВ и замену их новыми с той же стоимостью. Эксплуата
ционные расходы не меняются в |
течение |
срока функционирования объекта. |
При разработке ЭМА систем учитывают результаты экономической |
||
оценки систем /4 ,6 ,7 ,2 4 ,2 5 ,3 0 |
,5 9 ,6 2 /, |
данные математической обра- |
* П р и м е ч а н и е . В тех случаях, когда эксплуатация проекти руемых систем связана с ежегодным экологическим ущербом, величина этого ущерба включается в расчетные приведенные затраты. В условиях рыночной экономики коэффициент QCAI определяется с учетом срока окупаемости капитальных вложений и оплаты кредита в £ /год /ВО/,
бстки сведений, |
приведенных |
в прейскурантах цен на оборудование |
и результаты статистической |
обработки показателей, содержащихся |
|
в каталогах и проектных материалах. |
||
5 .4 .2 . |
Определение |
экономической эффективности |
систем |
обеспыливания технологического оборудования |
Создание систем обеспыливания воздуха на предприятиях снижа ет количество потерь рабочего времени по временной нетрудоспособ ности, повышает производительность труда, уменьшает ущерб, наноси мый водному, лесному, сельскому, коммунальному хозяйству. Кроме этого, сокращаются выплаты социального страхования из-за преждевре менной потери трудоспособности в результате вредного воздействия запыленного воздуха, вызывающего профессиональные заболевания. Экономический эффект от внедрения обеспыливающих систем рассчиты вают по разности экономических результатов материального производ ства, затрат в непроизводственной сфере, расходов из госбюджета и средств предприятий при существующем и ожидаемом состоянии воздуш ного бассейна. Полученные показатели сравнивают с разработанными в данной отрасли промышленности нормативами экономической эффектив ности затрат, а также с показателями эффективности, достигнутыми передовым предприятиями в нашей стране и за рубежом*
Кэффектам от внедрения систем обеспыливания относятся:
1)прибыль от увеличения выхода готовой продукции, экономии перерабатываемых материалов, электроэнергии, топлива, металла;
2)экономия от улучшения условий труда и повышения в резуль тате этого производительности труда, экономия от потерь рабочего времени по временной нетрудоспособности;
3) экономия от предотвращения ущерба, наносимого окружающей среде выбросами пыли.
Эффекты подразделяют на хозрасчетный и народнохозяйственный. Хозрасчетный эффект ЭдР-0 , исчисляемый по предприятиям данной отрасли промышленности, определяют по приросту прибыли или сниже
нию себестоимости. К хозрасчетным модут быть отнесены эффекты 1-й и 2-й групп.
Общий народнохозяйственный эффект определяют по экономя чес кой оценке предотвращенного ущерба окружащей среде (3-я группа).
Расчет экономического эффекта по основным показателям Эфсото вед^т по 1-й группе эффектов. При расчете комплексного варианта используют рекомендации /4 6 /, где приведены зависимости для опре
деления эффекта от предотвращения недопроизводства чистой продук ции вследствие недовыработки продукции рабочими» выбывающими по временной нетрудоспособности, инвалидности, смертности, а также из-за снижения производительности труда в результате вредного воздействия запыленного воздуха рабочей зоны помещения ( Эср1 ); сокращения расходов социального страхования на выплату пособий по временной нетрудоспособности в результате снижения заболевае
мости от запыленности воздуха (Эф2 |
); сокращения затрат на |
охра |
||
ну здоровья |
трудящихся в учреждениях |
здравоохранения |
(Зф^ |
); сни |
жения затрат |
от тевдчести кадров - предотвращения недополучения |
|||
продукции от |
рабочих, оставивших работу (Зф^ ); предотвращения |
|||
недополучения продукции от вновь принятых рабочих ( Эср5 ); |
сни |
|||
жения затрат |
на обучение ( Эср6 ) и оргнабор {Эфр ) . |
Суммарный |
||
хозрасчетный эффект в комплексном варианте |
|
|
||
3qpxp= Эфсото+Эф1 +Эф2+3ср5+3ф>4 *3ср5 + Зср6 +Эф? |
(172) |
В рекомендациях /4 6 / приведены также методика расчета эконо мического ущерба от загрязнения пылью окружающей среды и ориенти ровочные величины ущерба от заболеваний работающих.
Суммарный экономический эффект от внедрения СГ0,СП0,СЭ0 или СОИ по основным показателям определяется по формуле
Эфсото=Эфт+Эф"р+ЭфК+ЭфМ‘Т*ЭфySПсото (173)
где Эфгп - эффект от увеличения готовой продукции за счет сбере жения перерабатываемого материала, утилизации отходов и возможно го увеличения производительности технологического оборудования,
Эфгп - |
лМгп |
Цгп |
.(Здесь лМгп - |
прирост готовой |
продукции |
|
после внедрения |
СОТО, |
т/год; |
Цгп - |
цена I т готовой |
продукции, |
|
р у б ./т ); |
Зфпр- |
экономический |
эффект от снижения затрат на подго |
товку приточного вентиляционного или кондиционированного воздуха
за счет снижения его расхода, Зфпр= |
( СпЦд - |
L ”n1 |
|
(ск6) |
|||||||
= |
Ппсо6(скЬ) ~ |
Ппсс6(ск6) |
(З д есь/.;, и L |
\ |
- |
про.зводатель- |
|||||
ность ПСОВ (СКВ) до и после |
внедрения СОТО, |
м / ч ; |
Ц& и |
LL's |
- |
||||||
цена I м3 приточного воздуха до и после внедрения |
систем |
обеспыли |
|||||||||
вания |
( Цд = |
^псаб(скб) |
/ ( псо6(скбРпсо&(сх6) 9 |
соб(скб) |
|
||||||
число часов работы ПСОВ (СКВ) в году; |
ПпсобСскб) и |
^псоб(скб) |
" |
||||||||
приведенные затраты на ПСОВ (СКВ) до и после внедрения СОТО, |
|
||||||||||
руб./год); Эф * - |
эффект от |
снижения затрат |
на |
электроэнерлю |
|
||||||
за |
счет |
уменьшения |
производительности |
СА, например, при односта- |
|||||||
|
|
|
|
|
238 |
|
|
|
|
|
вочном тарифе |
за эл е к тр о эн е р ги ю ^ ^ |
U ,7*I0~*^Z/^ |
*(Л ^rNyCJ)% |
||||||||||
здесь 0,7 - среднее значение коэффициента |
по использованию актив |
||||||||||||
ной мощности; |
т£А |
- |
число |
часов работа |
GA в |
году; |
Ццн |
- |
плата за |
||||
I кВт/ч по одноставочному тарифу, коп .; N'VcT и |
NyCT |
- |
суммарная |
||||||||||
установочная мощность электродвигателей СА до и после внедрения |
|||||||||||||
СОТО, кВт; Эф |
- |
экономический эффект от |
экономии металла |
при |
|||||||||
снижении производительности СА, ЭфМет (М$п - М$п ) |
|
!Л^П |
|||||||||||
(здесь М$п и М%п |
- количество воздухопроводов до и после |
внедре |
|||||||||||
ния систем обеспыливания, |
т; |
Ц^п - |
цена |
I т воздухопроводов, |
|||||||||
р у б ./т ); |
Эф* |
- экономический эффект |
от |
сокращения количества |
|||||||||
осевшей |
пыли ЦПУ, |
Эф |
= |
( п\5 п'оя |
- |
n"s |
|
|
(зд есь n'vS |
||||
и n'yf |
- число уборщиков |
до |
и после |
внедрения СОТО; |
|
и |
п ^ - |
число уборок шли в смену до и после внедрения систем обеспылива
ния; т£м - |
число рабочих |
смен в |
году; |
|
Ц^п |
|
- |
заработная плата |
||||||||||
уборщика |
за |
одну |
уборку); |
IIQQJQ - |
приведенные |
затрата на СОТО, |
||||||||||||
руб./год . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Блок-схема ЭММ СОП приведена на рис. 87. |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
Рассмотрим примеры расчета экономической эффективности СОТО. |
|||||||||||||||||
|
Пример I . Определить приведенные затрата на СОП. Исходные |
|||||||||||||||||
данные в |
соответствии |
с рис. |
87: |
Ксоп |
|
= Ю21 |
руб. (бак емкостью |
|||||||||||
3.5 м3) ; |
Цпо - |
170 |
р у б ./т |
(расход по |
15,05 |
м3/г о д ); |
расход |
воды |
||||||||||
146.5 |
м3/г о д |
(1000 м3 |
стоит |
13 |
руб.62 к оп .); |
|
расход |
воздуха |
|
|||||||||
131100 м3/г о д |
U000 |
м3 |
стоит |
3 р у б .). |
Сумма |
( |
|
+ Эрем |
) по |
|||||||||
данным эксплуатации |
составляет |
ориентировочно |
120 р у б ./год . |
Эксп |
||||||||||||||
луатационные |
расходы |
составили |
1373,0 |
р уб ./год . Приведенные |
затра |
|||||||||||||
та при йсл- |
1»46 |
и Qnpu6 |
= 6,97 |
в соответствии |
с формулой |
(171) |
||||||||||||
Псоп |
= |
1,46 |
х |
1021 |
+ 6,97 х 1373,0 = |
II0605 |
р у б ./год . |
|
||||||||||
|
Пример 2 . |
Определить экономический |
эффект от внедрения СПО |
в цехе электроплавки титано-магниевого комбината. Капитальные зат рата на СА в соответствии со сметой составляют 5448 руб.
Сметная стоимость затрат на СПО по смете равна 132,28 руб. Годовой расход электроэнергии до и после внедрения СПО сос тавляет соответственно 54,69 и 0 тыс.кВт, то же тепловой энергии 715.6 и 572,1 ГДж. Утилизация пыля титанового концентрата после
внедрения СПО составила 42,8 т/год .
Р е ш е н и е . Расчет экономической эффективности ведем по факторам:
I . Эксплуатационные затрата:
а) экономия затрат на текущий ремонт и содержание оборудо вания 5448 *0,08 - 132,28 *0,08 = 425,26 руб.;
Ксоп-Кпг +К*о~+ Kpt + к шл + K ?”+K “ iK *
1 э ..- т ;оп ( w j- u .+ w |
^ .u j |
I |
|
Центральная |
Сна5жогми£ |
^Компрессор, |
|
компрессорная |
сж аты пл |
^ SosdyxodyBlKQ |
|
воаЭ^хом^ |
|||
| |
2-м ста Бонныи |
зрыср |
|
|
|||
|
|
^эа э л е к т р о - |
|
|
|
Э.-Иг„(Ц>0.71б'цХя) | ОЭиоств^Сныи |
||||||||
|ЭС|- |
|
|
|
|
|
|
|
|
Эи-0.7«о'Ц^г,тт;г.п| |
||
|
|
|
|
-----------------= |
= | ---------- |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
э « | - о |
||
|
|
' э |
~ Э |
«*Э |
+ Э |
е + Э |
|
|
|
||
|
|
|
con |
^пр |
** |
ЬТ -'о |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
П..я- а сдК„„-к1„,л^| |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Г |
|
|
|
|
|
^/выБоЭ: КпГ,КИвМгКввП,Э0р/Эм,Э<,|,Д.л?Цу/^ |
||||||||||
|
|
------------------- |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
( |
к о |
н е |
Ц. |
j |
|
|
ft с . |
87. |
Укрупненная блок-схема |
алгоритма функционально-стоимост |
||||||||
ного |
анал за |
СОП: |
ппг , |
Прб |
, |
пком |
- |
количество соответственно |
|||
пеноге нерв торов, |
Сталируемых вентилей в |
компрессоров (воздухо |
|||||||||
дувок); |
Unr |
, Upi |
, |
Цщм , |
Uпо • |
Uсб |
» |
и ком - цена соответ |
ственно пеногенератора (Доб)» регулировочного вентиля (руб. фре зер о в о ч н о го вентиля (р у б .)» одного погонного метра резинового ■дакгв (руб.пог.м ), одного кубического метра ПО (руб^м3).кубомет
ра сжатого воздуха |
(руб.м3) |
и компрессора (р у б .), |
Kg* |
, |
, |
|
К*с*г |
- стоимость |
соответственно стационарного |
бака, |
трубопро |
||
водов |
и монтажных работ всей |
системы, р уб .; |
- расход |
рези |
нового илангв на одну установку» м; * |
в Weon |
- |
часовой |
расход |
||||||||
соответственно пенообразователя в воды в |
системе, |
м з/ч; |
- |
|||||||||
число часов работы свете»» в |
году, ч/год; |
L-л |
- |
расход |
сжатого |
|||||||
воздуха |
в системе, мэ/ч; |
$о5сл ■ |
(суш е |
- |
Затраты |
на |
обслужива |
|||||
ние |
и ремонт установки, руб./год |
эс^ |
и |
Эре» |
принимаем |
|||||||
ся |
рввной 120-150 р у б ./го д ); |
КПг |
• |
|
|
|
Стоимость |
соот |
||||
ветственно пеноге нервторов, вентилей и шлангов в системе, |
руб.; |
|||||||||||
*cai - |
сметная стоимость |
системы, |
ш б .; |
3Пр |
, Эм |
, |
Эсё |
- теку |
чие затраты соответственно на пенообразупций раствор, электроэнер-
п ю и сжатый воздух, |
руб ./г о д ; ЭСоп ~ эксплуатационные |
расходы на |
систему, руб ./г о д ; |
- приведенные затраты ш СОП» |
руб ./г о д |